近日，由西北农林科技大学和中海石油气电集团联合开发的动压透平膨胀机关键技术取得重大突破。该技术在12月23日成功应用到中海石油气电集团牵头研制的我国首套全动压透平膨胀制冷氦液化装置中，标志着我国在超低温工程和氦气应用领域迈出重要一步。
氦气的液化温度为-269℃，是世界上最难以液化的物质。氦液化装置将氦气进行深度降温处理并转化为液氦，从而营造出4K（-269℃）的极低温环境，是支撑大科学装置、超导工程、航天工程等国家重大科技领域的关键装备。透平膨胀机是氦液化装置制冷的关键部件，与采用静压气体轴承的传统透平膨胀机相比，所突破的全动压透平膨胀机技术具备更高的工作转速和等熵效率，且不需要额外的供气装置，该创新技术不仅可节省5%-8%的气体流量，还能提升装置能效，增加8%-15%的液氦产量。此外，动压透平的自对中和自适应性更强，运行更为可靠。在高转速下，其抗冲击和抗涡动能力可达到静压透平的3倍以上，完全匹配与适应大工况波动的工业环境。
动压气悬浮轴承是实现全动压透平膨胀的“卡脖子”技术。西农团队揭示了深低温环境下氦气动压润滑机理，基于非线性动力学理论优化设计方法，创新发明独特的分体式箔片以及多支承臂轴承结构，开发高强度箔片材料及新型涂层，最终创制出具备抗冲击能力强、稳定性好和效率高的动压气悬浮轴承。该轴承在启停及全工况运行时均无需供气，最高转速超过30万转/分钟。搭载该轴承的全动压透平单体设备性能测试指标均达到设计预期。动压透平膨胀机关键技术的突破为该全动压透平膨胀设备进入工程示范应用奠定了坚实的基础，为国家战略工程的高质量发展提供了有力的支撑。
启承悬浮科技(西安)有限公司参与该全动压透平膨胀机的研发与制造。
